Почему у дизельных двигателей более высокая степень сжатия, чем у бензиновых?

Разве дизельные двигатели сконструированы иначе, чтобы иметь больший рабочий объем? (более длинный ход, меньшая камера сгорания и т. д.) Я знаю основные различия между дизельными и бензиновыми двигателями (впрыск топлива - свеча зажигания и т. д.), но не могу понять, почему у дизельных двигателей более высокая степень сжатия. Это потому, что они спроектированы иначе, чтобы иметь больший объем?

Зададим мой вопрос по-другому: что нужно изменить в деталях в двигателе, чтобы создать определенную степень сжатия? Какие конструктивные факторы влияют на степень сжатия?

Кригги

Agent_L

Разве дизельные двигатели сконструированы иначе, чтобы иметь больший рабочий объем? (более длинный ход, меньшая камера сгорания и т. д.) Это потому, что они сконструированы иначе, чтобы иметь больший объем?

Как следует из названия, степень сжатия - это отношение объемов камеры между нижней мертвой точкой и верхней мертвой точкой. Для увеличения передаточного числа требуются весьма фундаментальные изменения: более длинный ход и / или меньшая камера сгорания . Еще одно предостережение заключается в том, что в дизелях силы, действующие на поршень, его шток, коленчатый вал и подшипники вала, выше, поэтому эти компоненты тяжелее и прочнее. По этой причине дизельные и бензиновые двигатели проектируются отдельно, не имеют общих базовых компонентов и практически невозможно преобразовать один в другой.

Самый распространенный метод увеличения степени сжатия на существующем двигателе - это снять головку, то есть «опустить потолок» в камере сгорания. К сожалению, это делает все, что установлено в головке (свеча зажигания и, возможно, клапаны), ближе к поршню, когда он находится в верхнем положении, поэтому у вас очень ограниченное пространство для скольжения, прежде чем поршень начнет касаться вещей, которых он не должен касаться.

Другая проблема заключается в том, что формы камер сгорания в современных двигателях очень тщательно продуманы для достижения хорошего распространения пламени и равномерного сгорания. Таким образом, хотя теоретически можно было бы спроектировать простую вставку камеры, чтобы она занимала некоторый объем и, следовательно, увеличивала степень сжатия, это полностью испортило бы сгорание (не говоря уже о возможности его потери и поломки двигателя).

После всех этих причин «почему это невозможно», вот одна вещь, которую можно сделать и на самом деле сделать: поскольку сжатие начинается только после того, как все клапаны закрыты, вы можете снизить компрессию, отложив закрытие впускного клапана. Итак, в первой части такта «сжатия» воздух выталкивается обратно во впускной коллектор (так что на самом деле сжатия не происходит), затем клапан закрывается, и фактически сжимается только оставшаяся часть хода. Этот прием используется в двигателях с так называемым «циклом Аткинсона», которые обеспечивают лучшую топливную экономичность за счет меньшей мощности, например, в Prius. (Дополнительная эффективность достигается за счет того, что рабочий ход длиннее хода сжатия, а не за счет снижения степени сжатия.)

Итог: изменяя время впускных клапанов, вы можете снизить степень сжатия почти до 1: 1.

Мартин

Очень сильное сжатие приводит к самовоспламенению топливовоздушной смеси. В случае дизельного двигателя это самовоспламенение является желательным и частью концепции. В случае с бензиновым двигателем самовоспламенение не является частью конструкции и поэтому вредно.

Некоторые методы влияния на степень сжатия.

изменение ширины прокладки головки блока цилиндров
фрезерование полостей поршня
шлифование полости сгорания в головке

Ограничивающим фактором отношения длины к диаметру цилиндра является то, что шатун касается стенки цилиндра, когда ход слишком велик. Этого можно избежать при использовании крейцкопфа.

Майккей Мартин Арунас

Высокая степень сжатия воспламеняет дизельное топливо, поскольку в нем нет свечей зажигания.